20 Ekzemploj de Termodinamikaj Demandoj
Termodinamika Procezo
1. En termodinamiko, ideala gaso spertas izoterman procezon se…
A. ŝanĝoj en la stato de gaso, la temperaturo ĉiam restas konstanta
B. ĉiuj molekuloj moviĝas je malsamaj rapidoj
C. Ĉiuj gaskondiĉoj ĉiam ŝanĝas temperaturon
D. ĉe altaj temperaturoj la rapideco de la molekuloj estas pli alta
E. gaspremo kaj volumeno ne ŝanĝiĝas
Diskuto
Izoterma aŭ izoterma signifas konstantan temperaturon.
La ĝusta respondo estas A.
2. Ĉiuj idealaj gasoj spertas izokoran procezon, do...
A. ĉiuj molekuloj havas la saman rapidon
B. ĉe altaj temperaturoj la averaĝa rapido de molekuloj estas pli granda
C. gaspremo restas konstanta
D. la gaso faros laboron
E. ne havas internan energion
Diskuto
Izokora = konstanta volumeno.
La ĝusta respondo estas B.
3. La ĝusta aserto pri termodinamikaj procezoj estas…
A. Izobara estas la procezo de ŝanĝo de gaso je konstanta premo.
B. Izobara estas la procezo de ŝanĝo de gaso je konstanta temperaturo.
C. Izokora estas procezo de ŝanĝo de gaso je konstanta premo.
D. izotermo estas la procezo de ŝanĝo de gaso je konstanta volumeno.
E. Izokora estas procezo de ŝanĝo de gaso je konstanta temperaturo.
Diskuto
Izobara = konstanta premo
Izokora = konstanta volumeno
Izotermo = konstanta temperaturo
La ĝusta respondo estas A.
Unua Leĝo de Termodinamiko
4. El la PV-grafikaĵo sube, la kvanto de gasa laboro en procezoj I kaj II estas proporcia kiel...
A. 4 : 3
B. 3 : 4
Ĉ. 2 : 3
D. 1 : 2
E. 1 : 1
Diskuto
Estas konate, ke:
Procezo 1:
Premo (P) = 20 N/ m²
Komenca volumeno (V₁ ) = 10 litroj = 10 dm³ = 10 × 10⁻³ m³
Fina volumeno (V₂ ) = 40 litroj = 40 dm³ = 40 × 10⁻³ m³
Procezo 2:
Premo (P) = 15 N/ m²
Komenca volumeno (V₁ ) = 20 litroj = 20 dm³ = 20 × 10⁻³ m³
Fina volumeno (V₂ ) = 60 litroj = 60 dm³ = 60 × 10⁻³ m³
Demandis:
Respondo:
Gaslaboro en procezo I:
W = P ΔV = P (V₂ –V₁ ) = (20)(40-10)(10⁻³ m³ ) = (20)(30)(10⁻³ m³ ) = (600)( 10⁻³ m³ ) = 0,6 m³
Gaslaboro en procezo II:
W = P ΔV = P (V₂ –V₁ ) = (15)(60-20)(10⁻³ m³ ) = (15)(40)(10⁻³ m³ ) = (600)( 10⁻³ m³ ) = 0,6 m³
Komparo de gaslaboro en procezoj I kaj II:
0,6 m³ : 0,6 m³
1: 1
La ĝusta respondo estas E.
5. El la grafikaĵo P – V, la kvanto de gasa laboro en procezoj I kaj II estas proporcia kiel...
A. 4 : 3
B. 3 : 4
Ĉ. 2 : 3
D. 1 : 2
E. 1 : 1
Diskuto
Estas konate, ke:
Procezo I:
Premo (P) = 20 Paskaloj
Volumeno 1 (V² ) = 10 litroj
Volumeno 2 (V² ) = 40 litroj
Procezo II:
Premo (P) = 15 Paskaloj
Volumeno 1 (V² ) = 20 litroj
Volumeno 2 (V² ) = 60 litroj
Demando: Komparo de gaslaboro en procezoj I kaj II
Respondo:
La termodinamika procezo bazita sur la grafikaĵo supre estas izobara procezo (konstanta premo).
Laboro farita de gaso en procezo I:
W = P ( V² – V¹ )
W = (20)(40 – 10)
W = (20)(30)
W = 600
Laboro farita de gaso en procezo II:
W = P ( V² – V¹ )
W = (15)(60 – 20)
W = (15)(40)
W = 600
Komparo de gaslaboro en procezoj I kaj II:
600: 600
1: 1
La ĝusta respondo estas E.
6. Heliumgaso estas varmigita laŭ la PV-grafikaĵo sube. La laboro farita de heliumgaso en la AB-procezo estas...
A. 15 ĵuloj 
B. 10 ĵuloj
C. 8 ĵuloj
D. 4 ĵuloj
E. 2 ĵuloj
Diskuto
Estas konate, ke :
Premo (P) = 2 x 10⁵ N /m² = 2 x 10⁵ Paskalo
Komenca volumeno (V₁ ) = 5 cm³ = 5 × 10⁻⁶ m³
Fina volumeno (V₂ ) = 15 cm³ = 15 × 10⁻⁶ m³
Demando : La laboro farita de la gaso en la AB-procezo
Respondo :
W = ∆P ∆V
W = P ( V² – V¹ )
W = (2 x 10⁵ ) (15 x 10⁻⁶ – 5 x 10⁻⁶ )
W = (2 x 10⁵ ) (10 x 10⁻⁶ ) = (2 x 10⁵ )(1 x 10⁻⁵ )
W = 2 Ĵuloj
La ĝusta respondo estas E.
7. Rigardu la bildon! Ideala gaso spertas procezon de ŝanĝo de premo (P) al volumeno (V). La laboro farita de la gaso en ĉi tiu procezo estas…
A. 20 Ĵuloj
B. 15 Ĵuloj
C. 10 Ĵuloj
D. 5 Ĵuloj
E. 4 Ĵuloj
Diskuto
Estas konate, ke :
Komenca premo (P1 ) = 4 Pa = 4 N/ m2
Fina premo (P² ) = 6 Pa = 6 N/ m²
Komenca volumeno (V1 ) = 2 m3
Fina volumeno (V² ) = 4 m³
Dezirata : Laboro farita de gaso (W)
Respondo :
Laboro farita de gaso = areo sub la kurbo ab.
W = areo de triangulo + areo de rektangulo
W = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)
W = ½ (2)(2) + 4(2)
W = 2 + 8
W = 10 Ĵuloj
La ĝusta respondo estas E.
8. Ideala gaso spertas fermitan procezon A → B → C → A. En ciklo, la gaso faras laboron egalan al….
A. -2,0 x 103 J
B. − 5,5 × 10³ J
C. − 8,0 × 10⁵ J
D. 2,0 x 10⁶ J
E. 4,0 x 10⁶ J
Diskuto
Laboro (W) = areo de la kurbo (areo de la triangulo ene de la linio markita per la sago).
W = ½ (20-10)(6 x 10⁻⁵ – 2 x 10⁻⁵ )
W = ½ (10)(4 × 10⁻⁵ )
W = (5)(4 x 10⁻⁵ )
W = 20 x 10⁵ = 2 x 10⁶ Ĵuloj
La ĝusta respondo estas D.
Termika Motoro
9. Maŝino sorbas 2 000 Ĵulojn da varmo el alt-temperatura rezervujo kaj forĵetas 1 200 Ĵulojn al malalt-temperatura rezervujo. La efikeco de la maŝino estas ….
A. 80%
B. 75%
Ĉ. 60%
D. 50%
E. 40%
Diskuto
Estas konate, ke:
Varmo absorbita (Q H ) = 2000 Ĵuloj
Varmo liberigita (Q L ) = 1200 Ĵuloj
Laboro produktita de la maŝino (W) = 2000 – 1200 = 800 Ĵuloj
Demando : Efikeco de varmomotoro (e)
Respondo :
La formulo por la efikeco de varmomotoro:
e = W / Q H = 800/2000 = 0,4 x 100% = 40%
La ĝusta respondo estas E.
Carnot-motoro
10. La efikeco de Carnot-motoro, kies ciklo absorbas varmon je temperaturo de 960 K kaj forĵetas varmon je temperaturo de 576 K, estas...
A. 40%
B. 50%
Ĉ. 56%
D. 60%
E. 80%
Diskuto
Estas konate, ke :
Alta temperaturo (TH ) = 960 K
Malalta temperaturo (TL ) = 576 K
Demando : Efikeco de la motoro de Carnot (e)
Respondo :
La efikeco de Carnot-motoro estas 0,4 x 100% = 40%
La ĝusta respondo estas A.
11. En la PV-grafikaĵo de la motoro de Carnot sube, W = 6.000 Ĵuloj. La kvanto de varmo liberigita de la motoro por ciklo estas...
A. 2.250 ĵuloj
B. 3.000 ĵuloj
C. 3.750 ĵuloj
D. 6.000 ĵuloj
E. 9.600 ĵuloj
Diskuto
Estas konate, ke:
Laboro (W) = 6000 Ĵuloj
Alta temperaturo (TH ) = 800 Kelvinoj
Malalta temperaturo (T L ) = 300 Kelvinoj
Demandita: Q
Respondo:
Efikeco de ideala varmomotoro (motoro de Carnot):
Varmo absorbita de la motoro de Carnot:
W = e Q 1
6000 = (0,625) Q1
Q1 = 6000 / 0,625
Q1 = 9600
Varmo liberigita de Carnot-motoro:
Q₂ = Q₁ – W
Q₂ = 9600 – 6000
Q² = 3600 Ĵuloj
Ne ekzistas ĝusta respondo.
12. Carnot-motoro kun efikeco de 40% uzas varman rezervujon je temperaturo de 727 °C. Difinu la temperaturon de la malvarma rezervujo!
A. 327°C
B. 357°C
400°C
600°C
E. 627°C
Diskuto
Estas konate, ke:
Efikeco (e) = 40% = 40/100 = 0,4
Alta temperaturo (TH ) = 727 ° C + 273 °C = 1000 °K
Demando: Difinu la temperaturon de la malvarma rezervujo
Respondo:
La temperaturo de la rezervujo estas 600–273 = 327 ° C
La ĝusta respondo estas A.
13. La P-V grafikaĵo de Carnot-motoro aspektas kiel la jena figuro! Se la motoro absorbas 800 J da varmo, tiam la farita laboro estas…
A. 105,5 J
B. 252,6 J
336,6 J
D. 466,7 J
E. 636,7 J
Diskuto
Estas konate, ke:
Alta temperaturo (TH ) = 600 Kelvinoj
Malalta temperaturo (T L ) = 250 Kelvinoj
Varmo absorbita (Q1 ) = 800 Ĵuloj
Demandita: Peno (V)
Respondo:
Efikeco de ideala varmomotoro (motoro de Carnot):
La faritaj klopodoj estas:
W = e Q 1
W = (7/12)(800 Ĵuloj)
W = 466,7 Ĵuloj
La ĝusta respondo estas D.
14. Motoro de Carnot funkcias je alta temperaturo de 600 K, por produkti mekanikan laboron. Se la motoro sorbas 600 J da varmo je malalta temperaturo de 400 K, tiam la produktita laboro estas….
A. 120 J
B. 124 J
135 J
D. 148 J
E. 200 J
Diskuto
Estas konate, ke :
Malalta temperaturo (TL ) = 400 K
Alta temperaturo (TH ) = 600 K
Varmo absorbita (Q1 ) = 600 Ĵuloj
Bezonata : Laboro produktita de la Carnot-motoro (W)
Respondo :
Efikeco de ideala varmomotoro (motoro de Carnot):
Laboro farita de la motoro de Carnot:
W = e Q 1
W = (1/3)(600) = 200 Ĵuloj
La ĝusta respondo estas E.
Kineta Teorio de Gasoj kaj Termodinamiko
15. En tanko estas ideala gaso kun volumeno de 4 litroj, temperaturo de 27 ° C kaj premo de 3 atmosferoj (1 atmosfero = 10⁵ Nm⁻² ) . La gaso spertas varmigprocezon je konstanta premo ĝis la temperaturo estas 87 ° C . La varmokapacito de la gaso estas 9 JK⁻¹ . La fina volumeno de la gaso kaj la ŝanĝo en la interna energio de la gaso estas respektive...
A. 4,2 litroj, ΔU = 200 Ĵuloj
B. 4,4 litroj, ΔU = 240 Ĵuloj
C. 4,6 litroj, ΔU = 280 Ĵuloj
D. 4,8 litroj, ΔU = 300 Ĵuloj
E. 4,8 litroj, ΔU = 360 Ĵuloj
Diskuto
Izobara procezo (konstanta premo)
Estas konate, ke:
La komenca volumeno de ideala gaso (V1 ) = 4 litroj
Komenca temperaturo de ideala gaso (T1 ) = 27 ° C + 273 °C = 300 °K
Fina temperaturo de ideala gaso (T² ) = 87 ° C + 273 °C = 360 °K
Ideala gaspremo (P) = 3 atmosferoj = 3 x 10⁵ Nm⁻²
Varmokapacito de gaso (C) = 9 JK⁻¹
Demando: Fina volumeno de gaso (V² ) kaj Ŝanĝo en interna energio de gaso (ΔU)
Respondo:
Kalkulu la finan volumenon uzante la formulon de la leĝo de Charles (izobara procezo aŭ konstanta premo):
Volumoŝanĝo:
1 litro = 0,001 m³
Komenca volumeno (V1 ) = 4 (0,001 m3 ) = 0,004 m3
Fina volumeno (V₂ ) = 4,8 (0,001 m³ ) = 0,0048 m³
Ŝanĝo en volumeno ( ΔV) = V² – V¹ = 0,0048 m³ – 0,004 m³ = 0,008 m³.
Temperaturŝanĝoj:
Temperaturŝanĝo (ΔT) = T₂ – T₁ = 360 K – 300 K = 60 K
Kalkulu la ŝanĝon en interna energio (ΔU) de ideala gaso uzante la formulon por la Unua Leĝo de Termodinamiko:
ΔU = Q – W
Priskribo: ΔU = ŝanĝo de interna energio, Q = varmo, W = laboro.
Kalkulu la laboron (W) ĉe konstanta premo:
W = P ΔV = (3 x 10⁵ ) ( 0,0008) = (3 x 10⁶ ) ( 8) = (30)(8) = 240 Ĵuloj
Kalkulu la varmon (Q) uzante la formulon de varmokapacito (C):
C = Q / ΔT
Q = (C)(ΔT) = (9)(60) = 540 Ĵuloj
Kalkulu la ŝanĝon de interna energio:
ΔU = Q – W = 540 Ĵuloj – 240 Ĵuloj = 300 Ĵuloj.
La ĝusta respondo estas D.
16. En tanko estas 6 litroj da ideala gaso kun premo de 2 atmosferoj (1 atmosfero = 10⁵ Nm⁻² ) , temperaturo de 27 ° C . La gaso estas varmigita ĝis temperaturo de 77 ° C je konstanta premo. Se la varmokapacito de la gaso estas 5 JK⁻¹ , la fina volumeno kaj ŝanĝo de interna energio de la gaso estas respektive….
A. 8 litroj; ΔU = 250 Ĵuloj
B. 8 litroj; ΔU = 200 Ĵuloj
C. 7 litroj; ΔU = 100 Ĵuloj
D. 7 litroj; ΔU = 50 Ĵuloj
E. 7 litroj; ΔU = 20 Ĵuloj
Diskuto
Izobara procezo (konstanta premo)
Estas konate, ke:
La komenca volumeno de ideala gaso (V1 ) = 6 litroj
Komenca temperaturo de ideala gaso (T1 ) = 27 ° C + 273 °C = 300 °K
Fina temperaturo de ideala gaso (T² ) = 77 ° C + 273 °C = 350 °K
Ideala gaspremo (P) = 2 atmosferoj = 2 x 10⁵ Nm⁻²
Varmokapacito de gaso (C) = 5 JK⁻¹
Demando: Fina volumeno de gaso (V² ) kaj Ŝanĝo en interna energio de gaso (ΔU)
Respondo:
Kalkulu la finan volumenon uzante la formulon de la leĝo de Charles (izobara procezo aŭ konstanta premo):
Volumoŝanĝo:
1 litro = 0,001 m³
Komenca volumeno (V1 ) = 6 (0,001 m3 ) = 0,006 m3
Fina volumeno (V₂ ) = 7 (0,001 m³ ) = 0,007 m³
Volumenoŝanĝo ( ΔV) = V² – V¹ = 0,007 m³ – 0,006 m³ = 0,001 m³.
Temperaturŝanĝoj:
Temperaturŝanĝo (ΔT) = T₂ – T₁ = 350 K – 300 K = 50 K
Kalkulu la ŝanĝon en interna energio (ΔU) de ideala gaso uzante la formulon por la Unua Leĝo de Termodinamiko:
ΔU = Q – W
Priskribo: ΔU = ŝanĝo de interna energio, Q = varmo, W = laboro.
Kalkulu la laboron (W) ĉe konstanta premo:
W = P ΔV = (2 x 10⁵ ) ( 0,001) = (2 x 10² ) (1 ) = (200)(1) = 200 Ĵuloj
Kalkulu la varmon (Q) uzante la formulon de varmokapacito (C):
C = Q / ΔT
Q = (C)(ΔT) = (5)(50) = 250 Ĵuloj
Kalkulu la ŝanĝon de interna energio:
ΔU = Q – W = 250 Ĵuloj – 200 Ĵuloj = 50 Ĵuloj.
La ĝusta respondo estas D.
Termodinamika Procezo
17. Rigardu la grafikaĵon flanke kaj la jenajn asertojn!
(1) La AB-procezo estas izobara kaj W = P (V2 - V1)
(2) La procezo BC estas adiabata, kaj ΔU = Q
(3) La procezo BC estas izokora, kaj ΔU = Q
(4) La CA-procezo estas izoterma, kaj la sistemo sorbas varmon.
La ĝusta aserto estas…
A. (1) kaj (3)
B. (1) kaj (4)
C. (2) kaj (3)
D. (2) kaj (4)
E. (3) kaj (4)
Diskuto
(1 ) La AB-procezo estas izobara kaj W = P ( V² – V¹ )
Izobara = konstanta premo. Konstanta premo estas indikita per rekta linio laŭlonge de P1 de A al B. En ĉi tiu procezo, la premo restas konstanta sed okazas ŝanĝo en volumeno kie la volumeno pliiĝas. Se la volumeno pliiĝas, la sistemo ja laboras sur la ĉirkaŭaĵo, kie la kvanto de laboro (W) estas la rezulto de la produto de premo (P) kaj la ŝanĝo en volumeno (ΔU).
(3) La procezo BC estas izokora, kaj ΔU = Q
Izokora = konstanta volumeno. Fiksa volumeno estas indikita per rekta linio laŭlonge de V₂ de B al C. En ĉi tiu procezo, la volumeno restas konstanta, sed okazas ŝanĝo en premo, kie la premo pliiĝas. La volumeno estas konstanta, do neniu laboro estas farata, kie W = 0. La formulo por la Unua Leĝo de Termodinamiko estas ΔU = Q – W, kie ΔU = ŝanĝo en interna energio, Q = varmo kaj W = laboro. Se ne estas laboro, tiam W = 0, do ΔU = Q.
La ĝusta respondo estas A.
18. Rigardu la jenan termodinamikan ciklan grafikaĵon!
El la sekva deklaro:
(1) A – B = izokora, laboro dependas de ŝanĝoj en temperaturo
(2) B – C = adiabata, sen varmoŝanĝo
(3) B – C = izobara, laboro dependas de ŝanĝoj en volumeno
(4) C – A = la procezo okazas kun peno de ekster la sistemo
La vero estas…
A. (1) kaj (2)
B. (1) kaj (3)
C. (2) kaj (3)
D. (2) kaj (4)
E. (3) kaj (4)
Diskuto
(1) A – B = izokora, laboro dependas de ŝanĝoj en temperaturo
Jes, ĉi tiu procezo estas izokora (konstanta volumeno). Tamen, la volumeno restas konstanta, do neniu laboro estas farata. Laboro okazas kiam estas ŝanĝo en volumeno. Tial, ĉi tiu aserto estas malĝusta.
(3) B – C = izobara, laboro dependas de ŝanĝoj en volumeno
Izobara = konstanta premo. Konstanta premo estas indikita per rekta linio de B al C. En ĉi tiu procezo, okazas ŝanĝo en la volumeno de la sistemo, kie la volumeno de la sistemo pliiĝas. Pliiĝo en la volumeno de la sistemo signifas, ke la sistemo ja laboras sur la ĉirkaŭaĵo.
(4) C – A = la procezo okazas kun peno de ekster la sistemo
En ĉi tiu procezo, la volumeno de la sistemo malpliiĝas kaj la premo de la sistemo malpliiĝas. Malkresko de la volumeno de la sistemo signifas, ke la ĉirkaŭaĵo ja laboras sur la sistemo. Alivorte, laboro estas farata ekstere.
La ĝusta respondo estas E.
Leĝoj de Termodinamiko
19. Rigardu la bildon! Ideala gaso spertas procezon de ŝanĝo de premo (P) al volumeno (V). La laboro farita de la gaso en ĉi tiu procezo estas…
A. 20 Ĵuloj
B. 15 Ĵuloj
C. 10 Ĵuloj
D. 5 Ĵuloj
E. 4 Ĵuloj
Diskuto
Estas konate :
Komenca premo (P1) = 4 Pa = 4 N/m2
Fina premo (P2) = 6 Pa = 6 N/m2
Komenca volumeno (V1) = 2 metroj3
Fina volumeno (V2) = 4 metroj3
Demandita : Laboro farita de la gaso (W)
Jawab :
Laboro farita de gaso = areo sub la kurbo ab.
W = areo de triangulo + areo de rektangulo
W = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)
W = ½ (2)(2) + 4(2)
W = 2 + 8
W = 10 Ĵuloj
La ĝusta respondo estas E.
20. Ideala gaso spertas fermitan procezon A → B → C → A. En ciklo, la gaso faras laboron egalan al….
A. −2,0 × 103 J
B. −5,5 × 103 J
C. −8,0 × 105 J
D. 2,0 x 106 J
E. 4,0 x 106 J
Diskuto
Laboro (W) = areo de la kurbo (areo de la triangulo ene de la linio markita per la sago).
W = ½ (20-10)(6 x 105 - 2 x 105)
W = ½ (10)(4 x 105)
W = (5)(4 x 105)
L = 20 x 105 = 2 x 106 Leulo
La ĝusta respondo estas D.
Fonto de demando:
Nacia Ekzameno Fizikaj Demandoj por Gimnazio/Metia Gimnazio
